DE102005019827B4 - Angle position sensor for a combination of a drive vehicle and a follower vehicle coupled thereto and drive vehicle with angular position sensor - Google Patents
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Abstract
Winkelstellungssensor für ein Gespann aus einem Antriebsfahrzeug und einem mit diesem mittels einer Kupplung gekuppelten Folgefahrzeug, wobei zur Kupplung genauer ein antriebsfahrzeugseitiges Kupplungsteil (14) formschlüssig mit einem folgefahrzeugseitigen Gegenkupplungsteil (18) gekuppelt ist, wobei der Winkelstellungssensor (16) dazu ausgebildet ist, einen in einer fahrbahnparallelen Bezugsebene (B) gelegenen Winkel zwischen einer in der Bezugsebene (B) liegenden kupplungsteilfesten Antriebsfahrzeugachse (K) und einer ebenfalls in der Bezugsebene (B) liegenden gegenkupplungsteilfesten Folgefahrzeugachse (D) zu erfassen, wobei der Winkelstellungssensor (16) umfasst: – einen Tasthebel (26), welcher an einem der Teile: Kupplungsteil (14) oder Gegenkupplungsteil (18), relativ zu dem einen Teil (14) bewegbar vorgesehen ist und derart in Eingriff mit dem jeweils anderen Teil (18) bringbar ist, dass eine Veränderung des zu erfassenden Winkels eine Bewegung des Tasthebels (26) relativ zu dem ihn tragenden einen Teil (14) bewirkt, sowie – einen Sensor (58), welcher zur Erfassung der Stellung des Tasthebels (26) relativ zu dem einen ihn tragenden Teil (14) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Tasthebel (26) zwei Tasthebelschenkel (26a, 26b) aufweist, welche scherenartig aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind.Angle position sensor for a combination of a drive vehicle and a coupled thereto by means of a clutch follower vehicle, wherein the clutch more exactly a drive vehicle side coupling part (14) is positively coupled to a following vehicle side counter coupling part (18), wherein the angular position sensor (16) is adapted to a in an angle lying parallel to the road surface (B) between a coupling part fixed drive vehicle axle (K) and a counter coupling part fixed follower vehicle axle (D) also in the reference plane (B), wherein the angular position sensor (16) comprises: - a Tasthebel (26) which is provided on one of the parts: coupling part (14) or counter-coupling part (18), relative to the one part (14) movable and engageable with the respective other part (18) can be brought that a change of the angle to be detected, a movement of the sensing lever (26) relative z a sensor (58), which is designed to detect the position of the feeler lever (26) relative to the one part (14) carrying it, characterized in that the feeler lever (26 ) has two Tasthebelschenkel (26 a, 26 b), which are like a scissor toward each other and away from each other movable.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Winkelstellungssensor für ein Gespann aus einem Antriebsfahrzeug und einem mit diesem mittels einer Kupplung gekuppelten Folgefahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die vorliegende Anmeldung ein Antriebsfahrzeug mit einer Kupplung und einem solchen Winkelstellungssensor.The present invention relates to an angle position sensor for a combination of a drive vehicle and a coupled thereto by means of a clutch following vehicle according to the preamble of
Ein gattungsgemäßer Winkelstellungssensor ist aus der
Ein Winkelstellungssensor mit allen Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist außerdem aus der
Die
Aus der
Mit Antriebsfahrzeug ist dabei jenes Fahrzeug bezeichnet, welches die Antriebskraft für eine Fortbewegung des Gespanns liefert. Das Folgefahrzeug läuft dabei auf Grund der Kupplung mit dem Antriebsfahrzeug mit diesem mit.With drive vehicle while that vehicle is called, which provides the driving force for a locomotion of the team. The following vehicle runs on the basis of the coupling with the drive vehicle with this.
Beispielsweise kann das Antriebsfahrzeug ein Zugfahrzeug sein, welches das Folgefahrzeug als Nachlauffahrzeug zieht. Es kann jedoch auch an einen Schubbetrieb gedacht sein, etwa beim Rangieren oder in einem sonstigen Betriebsmodus, bei welchem das Antriebsfahrzeug das mit ihm gekuppelte Folgefahrzeug schiebt.For example, the drive vehicle may be a towing vehicle which pulls the follower vehicle as a follower vehicle. However, it may also be thought of a push operation, such as when maneuvering or in any other operating mode in which the drive vehicle pushes the following vehicle coupled with it.
Kupplungen zum Kuppeln von Antriebsfahrzeug und Folgefahrzeug sind beispielsweise als Anhängerkupplungen allgemein bekannt.Clutches for coupling the drive vehicle and follower vehicle are generally known, for example, as trailer hitches.
In der Regel ist ein antriebsfahrzeugseitiges Kupplungsteil formschlüssig mit einem folgefahrzeugseitigen Gegenkupplungsteil gekoppelt. Trotz der formschlüssigen Kupplung von Kupplungsteil und Gegenkupplungsteil ist eine Relativbewegung zwischen diesen beiden Kupplungsteilen zugelassen, um eine Relativbewegung von Antriebsfahrzeug und Folgefahrzeug zu ermöglichen, so dass ein sequentielles Überfahren von Bodenwellen durch Antriebs- und Folgefahrzeug oder etwa ein Abbiegen um eine Kurve möglich ist. Dabei findet insbesondere beim Abbiegen bzw. beim Rangieren eine sehr große Relativbewegung zwischen Kupplungsteil und Gegenkupplungsteil in einer im Wesentlichen fahrbahnparallelen Ebene statt, d. h. Kupplungsteil und Gegenkupplungsteil drehen relativ zueinander um eine zur Fahrbahnebene im Wesentlichen orthogonale Drehachse. Dabei kann es für den Führer des Antriebsfahrzeugs von Interesse sein, die Relativstellung von Kupplungsteil und Gegenkupplungsteil in dieser fahrbahnparallelen Bezugsebene zu erfassen, um ihm ein Rangieren zu erleichtern, oder um ihn im Führerhaus durch ein Warnsignal zu informieren, dass er einen zulässigen Relativstellungsbereich von Kupplungsteil und Gegenkupplungsteil verlässt und die Gefahr einer Kollision von Kupplungsteil oder Gegenkupplungsteil mit dem Folgefahrzeug bzw. Antriebsfahrzeug besteht. Darüber hinaus kann eine erfasste derartige Relativstellung als Eingangsgröße für eine Fahrzeugsteuerung Verwendung finden.As a rule, a drive vehicle-side coupling part is positively coupled to a following vehicle-side counter coupling part. Despite the positive coupling of coupling part and mating coupling part relative movement between these two coupling parts is allowed to allow a relative movement of the drive vehicle and follower vehicle, so that a sequential driving over of bumps by drive and follower vehicle or about a turn around a curve is possible. In this case, in particular when turning or maneuvering a very large relative movement between the coupling part and counter-coupling part takes place in a substantially road-parallel plane, ie coupling part and counter-coupling part rotate relative to one another to the road surface substantially orthogonal axis of rotation. In this case, it may be of interest to the driver of the drive vehicle to detect the relative position of the coupling part and the counterpart coupling part in this plane-parallel reference plane in order to facilitate maneuvering, or to inform him in the driver's cabin by a warning signal that he has a permissible relative position range of the coupling part and counter-coupling part leaves and there is a risk of a collision of the coupling part or counter-coupling part with the follower vehicle or drive vehicle. In addition, a recorded find such relative position as input for a vehicle control use.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Winkelstellungssensor der eingangs genannten Art anzugeben, welcher in der Lage ist, die oben bezeichnete Relativstellung zwischen Kupplungsteil und Gegenkupplungsteil in der fahrbahnparallelen Bezugsebene zu erfassen und bei welchem der Tasthebel mit dem jeweils anderen Teil auf besonders einfache Art und Weise in einen eine besonders genaue Bewegungsübertragung ermöglichenden Formschlusseingriff bringbar ist.It is therefore an object of the present invention to provide an angular position sensor of the type mentioned, which is able to detect the above-mentioned relative position between the coupling part and counter-coupling part in the road parallel reference plane and in which the sensing lever with the other part in a particularly simple way and manner in a particularly accurate motion transmission enabling positive engagement can be brought.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Winkelstellungssensor für ein Gespann aus einem Antriebsfahrzeug und einem mit diesem mittels einer Kupplung gekuppelten Folgefahrzeug, wobei zur Kupplung genauer ein antriebsfahrzeugseitiges Kupplungsteil formschlüssig mit einem folgefahrzeugseitigen Gegenkupplungsteil gekuppelt ist, wobei der Winkelstellungssensor dazu ausgebildet ist, einen in einer im Wesentlichen fahrbahnparallelen Bezugsebene gelegenen Winkel zwischen einer im Wesentlichen in der Bezugsebene liegenden kupplungsteilfesten Antriebsfahrzeugachse und einer ebenfalls im Wesentlichen in der Bezugsebene liegenden gegenkupplungsteilfesten Folgefahrzeugachse zu erfassen, wobei der Winkelstellungssensor umfasst:
- – einen Tasthebel, welcher an einem der Teile: Kupplungsteil oder Gegenkupplungsteil, relativ zu dem einen Teil bewegbar vorgesehen ist und derart in Eingriff mit dem jeweils anderen Teil bringbar ist, dass eine Veränderung des zu erfassenden Winkels eine Bewegung des Tasthebels relativ zu dem ihn tragenden einen Teil bewirkt, sowie
- – einen Sensor, welcher zur Erfassung der Stellung des Tasthebels relativ zu dem einen ihn tragenden Teil ausgebildet ist, bei welchem erfindungsgemäß der Tasthebel zwei Tasthebelschenkel aufweist, welche scherenartig aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind. In diesem Falle können die Tasthebelschenkel zur einfachen Ankopplung des Folgefahrzeugs an dem Antriebsfahrzeug gespreizt werden und nach vollzogener Ankupplung scherenartig aufeinander zu bewegt werden und dann das andere Teil zwischen sich halten bzw. einklemmen.
- - A sensing lever, which is provided on one of the parts: coupling part or mating coupling part, relative to the one part movable and engageable with the other part in such a way that a change in the detected angle, a movement of the sensing lever relative to the him carrying causes a part, as well
- - A sensor which is designed to detect the position of the feeler lever relative to the one part carrying him, in which according to the invention the feeler lever has two Tasthebelschenkel, which are like a scissor to each other and away from each other. In this case, the Tasthebelschenkel can be splayed for easy coupling of the follower vehicle to the drive vehicle and scissor-like moved after completion of coupling and then hold the other part between them or pinch.
Grundsätzlich kann daran gedacht sein, die Tasthebelschenkel um eine gemeinsame Tasthebelschenkel-Bewegungsachse scherenartig aufeinander zu und voneinander weg bewegen zu lassen. Für eine weiter unten noch ausführlicher beschriebene spielfreie Mitführung des Tasthebels durch das andere Teil aus Kupplungsteil und Gegenkupplungsteil ist es jedoch vorteilhaft, wenn jeder Tasthebelschenkel zur Ausführung der scherenartigen Bewegung um eine zur Bezugsebene im Wesentlichen orthogonale Tasthebelschenkel-Bewegungsachse schwenkbeweglich ist und die beiden Tasthebelschenkel-Bewegungsachsen parallel zueinander, d. h. mit Abstand voneinander angeordnet sind.Basically, it can be thought of the scissor arms to move around a common Tasthebelschenkel movement axis scissor-like towards each other and away from each other. For a further described below in more detail play-free entrainment of the feeler lever by the other part of coupling part and mating coupling part, however, it is advantageous if each Tasthebelschenkel to perform the scissor-like movement about a reference plane substantially orthogonal Tasthebelschenkel movement axis is pivotally movable and the two Tasthebelschenkel movement axes parallel to each other, d. H. are arranged at a distance from each other.
Die oben genannte Antriebsfahrzeugachse sowie die Folgefahrzeugachse sind virtuell gedachte Achsen, welche in der Bezugsebene liegen und im Falle der Antriebsfahrzeugachse kupplungsteilfest und im Falle der Folgefahrzeugachse gegenkupplungsteilfest sind, d. h. die virtuellen Achsen ändern ihre Orientierung relativ zum Kupplungsteil bzw. Gegenkupplungsteil in der Bezugsebene nicht. Die Definition der Antriebsfahrzeugachse und der Folgefahrzeugachse ist frei, jedoch liegen die genannten Fahrzeugachsen nach ihrer erfolgten Definition in ihrer Stellung zu dem ihnen jeweils zugeordneten Teil: Kupplungsteil und Gegenkupplungsteil, fest. in der Regel wird man als Antriebsfahrzeugachse eine durch ein charakteristisches Bauteil des Kupplungsteils gehende Parallele zur Längsachse des Antriebsfahrzeugs wählen. Ebenso wird man häufig als Folgefahrzeugachse eine Achse wählen, welche durch ein charakteristisches Bauteil des Gegenkupplungsteils geht und orthogonal zu einer Ebene verläuft, welche orthogonal zur Bezugsebene ist und eine durch das Gegenkupplungsteil lenkbare Radachse des Folgefahrzeugs enthält. Im Gegensatz zur virtuellen Folgefahrzeugachse ist die Radachse eine tatsächliche Achse, um welche sich wenigstens ein Rad des Folgefahrzeugs dreht.The abovementioned drive vehicle axle and the follower vehicle axle are virtual imaginary axles which lie in the reference plane and in the case of the drive vehicle axle are fixed to the coupling part and, in the case of the follower vehicle axle, are fixed against coupling part, ie. H. the virtual axes do not change their orientation relative to the coupling part or mating coupling part in the reference plane. The definition of the drive vehicle axle and the follower vehicle axle is free, but said vehicle axles are after their successful definition in their position to their respective assigned part: coupling part and mating coupling part, fixed. As a rule, one will select as the drive vehicle axle a parallel to the longitudinal axis of the drive vehicle passing through a characteristic component of the coupling part. Likewise, one often will choose as a follower vehicle axle an axis which passes through a characteristic member of the mating coupling member and is orthogonal to a plane which is orthogonal to the reference plane and includes a steerable by the mating coupling member wheel axle of the follower vehicle. In contrast to the virtual following vehicle axle, the wheel axle is an actual axle about which at least one wheel of the following vehicle rotates.
Grundsätzlich kann der Tasthebel beliebig relativ zu dem ihn tragenden einen Teil bewegbar sein, etwa linear oder/und rotatorisch. Aus Gründen eines geringen erforderlichen Bauraums bei gleichzeitig sehr guter Erfassungsgenauigkeit ist es jedoch bevorzugt, dass der Tasthebel um eine Schwenkachse relativ zu dem einen Teil schwenkbar ist und demgemäß der Sensor dazu ausgebildet ist, eine Winkelstellung des Tasthebels relativ zu dem einen Teil zu erfassen. in der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform bewirkt eine Veränderung des zu erfassenden Winkels dann eine Schwenkbewegung des Tasthebels um seine Schwenkachse.In principle, the feeler lever can be moved relative to the part carrying it, such as linearly and / or rotationally. For reasons of a small space requirement required at the same time with very good detection accuracy, however, it is preferred that the sensing lever is pivotable about a pivot axis relative to the one part and accordingly the sensor is adapted to detect an angular position of the sensing lever relative to the one part. In the preferred embodiment described here, a change in the angle to be detected then causes a pivotal movement of the feeler lever about its pivot axis.
Der Tasthebel ist entweder am Kupplungsteil oder am Gegenkupplungsteil relativ zu dem Teil bewegbar, insbesondere schwenkbar vorgesehen. Da ein in der fahrbahnparallelen Bezugsebene liegender Winkel zwischen Antriebsfahrzeugachse und Folgefahrzeugachse durch den erfindungsgemäßen Winkelstellungssensor erfasst werden soll, ist der Tasthebel bevorzugt um eine zur Bezugsebene im Wesentlichen orthogonale Schwenkachse schwenkbar. Durch Eingriff mit dem jeweils anderen Teil aus Kupplungsteil oder Gegenkupplungsteil führt eine Relativbewegung von Kupplungsteil und Gegenkupplungsteil dann zu einer Schwenkbewegung des Tasthebels relativ zu dem ihn tragenden einen Teil. Diese Schwenkbewegung führt zu einer Änderung der Relativstellung des Tasthebels relativ zu dem ihn tragenden einen Teil, welche durch den Sensor erfassbar ist. Der Sensor kann hierzu ein beliebiger Winkel- bzw. Drehstellungssensor sein, der vorzugsweise permanent abtastet. Dadurch kann der Fahrer kontinuierlich über die Winkelstellung von kupplungsteilfester und gegenkupplungsteilfester Achse informiert werden.The sensing lever is movable either on the coupling part or on the counter-coupling part relative to the part, in particular provided pivotably. Since an angle lying in the road-parallel reference plane between the drive vehicle axle and following vehicle axle is to be detected by the angular position sensor according to the invention, the feeler lever is preferably pivotable about a pivot axis substantially orthogonal to the reference plane. By engagement with the respective other part of the coupling part or counter-coupling part, a relative movement of the coupling part and the counter-coupling part then leads to a pivoting movement of the feeler lever relative to the part carrying it. These Pivoting movement leads to a change in the relative position of the feeler lever relative to the part carrying it, which can be detected by the sensor. For this purpose, the sensor can be any angular or rotational position sensor, which preferably scans permanently. As a result, the driver can be informed continuously about the angular position of the coupling part of the auxiliary and gegenkupplungsteilfester axis.
Grundsätzlich kann der Tasthebel beliebig angeordnet sein, wobei bevorzugt ist, dass die Schwenkachse des Tasthebels im Wesentlichen mit einer zur Bezugsebene orthogonalen Relativdrehachse zusammenfällt, um welche das Kupplungsteil und das Gegenkupplungsteil in der Bezugsebene relativ zueinander verdrehbar sind. In diesem bevorzugten Fall entspricht die Relativdrehung des Tasthebels um die Schwenkachse der Relativdrehung von Kupplungsteil und Gegenkupplungsteil relativ zueinander, so dass die vom Sensor erfasste Winkeländerung der Winkeländerung von Antriebsfahrzeugachse und Folgefahrzeugachse entspricht. Fallen dagegen Schwenkachse und Relativdrehachse auseinander, so besteht eine Bewegungsbeziehung zwischen der Tasthebelbewegung und der Relativbewegung von Kupplungsteil und Gegenkupplungsteil und das vom Sensor erhaltene Winkelstellungssignal muss erst weiter umgerechnet werden, um daraus den gewünschten zu erfassenden Winkel zwischen Antriebsfahrzeugachse und Folgefahrzeugachse zu erhalten. Diese Bewegungsbeziehung kann abhängig von der Winkelstellung selbst sein und damit einen komplizierten Berechnungsvorgang erfordern, welcher im Falle der oben genannten bevorzugten Ausführungsform vermieden wird.Basically, the sensing lever can be arranged arbitrarily, wherein it is preferred that the pivot axis of the feeler substantially coincides with a reference plane orthogonal relative rotational axis about which the coupling part and the mating coupling part in the reference plane are rotatable relative to each other. In this preferred case, the relative rotation of the feeler lever about the pivot axis corresponds to the relative rotation of the coupling part and counter-coupling part relative to one another, so that the angle change detected by the sensor corresponds to the angle change of the drive vehicle axle and following vehicle axle. If, on the other hand, the pivot axis and the relative axis of rotation fall apart, there is a movement relationship between the sensing lever movement and the relative movement of the coupling part and counter coupling part and the angular position signal obtained from the sensor must first be converted in order to obtain the desired angle to be detected between the drive vehicle axis and the following vehicle axis. This movement relationship may be dependent on the angular position itself and thus require a complicated calculation process, which is avoided in the case of the above-mentioned preferred embodiment.
Wenn in dieser Anmeldung ausgesagt ist, dass der Tasthebel in Eingriff mit dem jeweils anderen Teil bringbar ist, so bedeutet dies nicht, dass der Tasthebel unmittelbar mit dem anderen Teil aus Kupplungsteil oder Gegenkupplungsteil in Anlageeingriff stehen muss. Es soll im Rahmen der vorliegenden Anmeldung genügen, dass der Tasthebel in Eingriff mit einem starr mit dem anderen Teil verbundenen Bauteil bringbar ist.If it is stated in this application that the sensing lever can be brought into engagement with the respective other part, this does not mean that the sensing lever must be directly in engagement with the other part of coupling part or counter-coupling part. It should be sufficient in the context of the present application that the sensing lever is engageable with a rigidly connected to the other part component.
Der Tasthebel kann grundsätzlich beliebig in Eingriff mit dem jeweils anderen Teil sein, solange eine Relativdrehbewegung von Kupplungsteil und Gegenkupplungsteil um eine zur Bezugsebene orthogonale Relativdrehachse zu einer Bewegung, vorzugsweise Schwenkbewegung, des Tasthebels führt. Beispielsweise kann der Tasthebel formschlüssig mit einem Gleitstein in einem Langloch des jeweils anderen Teil gleiten und so eine Relativdrehung von Kupplungsteil und Gegenkupplungsteil durch eine Bewegung, insbesondere Schwenkbewegung um seine Schwenkachse, wiedergeben.The sensing lever can basically be arbitrarily engaged with the respective other part, as long as a relative rotational movement of coupling part and counter-coupling part to a reference plane orthogonal relative rotational axis to a movement, preferably pivotal movement, the feeler leads. For example, the sensing lever can slide positively with a sliding block in a slot in the other part and so a relative rotation of coupling part and mating coupling part by a movement, in particular pivotal movement about its pivot axis play.
Ebenso kann der Tasthebel das andere Teil gabelartig umgreifen und so einen Formschlusseingriff mit dem jeweils anderen Teil mit der gewünschten Wirkung erzeugen.Likewise, the feeler lever embrace the other part and thus produce a positive engagement with the other part with the desired effect.
Um einen besonders einfachen Anlageeingriff in einer Vielzahl von Betriebssituationen des Fahrzeuggespanns sicherstellen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Winkelstellungssensor Vorspannmittel umfasst, welche den Tasthebel zur Anlage an das andere Teil vorspannen.In order to ensure a particularly simple system engagement in a variety of operating situations of the vehicle combination, it is advantageous if the angular position sensor comprises biasing means which bias the sensing lever to rest against the other part.
An dem erfindungsgemäßen aus zwei Tasthebelschenkeln gebildeten Tasthebel können die Vorspannmittel derart vorgesehen sein, dass sie die beiden Tasthebelschenkel aufeinander zu vorspannen. In diesem Fall ist ebenfalls dafür gesorgt, dass jeder Tasthebelschenkel unabhängig von der Richtung der Relativdrehung um die zur Bezugsebene orthogonale Relativdrehachse zwischen Kupplungsteil und Gegenkupplungsteil sicher an dem anderen Teil anliegt und damit die Relativdrehung zwischen diesen Teilen mit großer Genauigkeit wiedergibt.The biasing means can be provided in such a way that they bias the two Tasthebelschenkel toward each other on the sensing lever according to the invention formed from two Tasthebelschenkeln. In this case, it is also ensured that each Tasthebelschenkel regardless of the direction of the relative rotation around the orthogonal to the reference plane relative rotational axis between the coupling part and mating coupling part securely abuts the other part and thus reflects the relative rotation between these parts with great accuracy.
Zwar kann der Tasthebel zur manuellen Verstellung zwischen einer Eingriffsstellung und einer Nicht-Eingriffsstellung ausgebildet sein, jedoch ist es wesentlich komfortabler, wenn der Winkelstellungssensor Verstellmittel umfasst, welche eine Verstellung des Tasthebels gestatten zwischen der Nicht-Eingriffsstellung, in der der Tasthebel sich nicht im Eingriff mit dem anderen Teil befindet, und der Eingriffsstellung, in der der Tasthebel sich im Eingriff mit dem anderen Teil befindet. Außerdem können bei Vorsehen von Verstellmitteln die von den Vorspannmitteln auf den Tasthebel bzw. auf die Tasthebelschenkel ausgeübten Vorspannkräfte weiter erhöht werden, um die Sicherheit der Anlage des Tasthebels an dem anderen Teil zu gewährleisten, ohne die Verstellung des Tasthebels zwischen der Nicht-Eingriffsstellung und der Eingriffsstellung durch zu hohe Vorspannkräfte zu gefährden.Although the sensing lever may be configured for manual adjustment between an engaged position and a non-engaged position, it is much more comfortable if the angular position sensor includes adjustment means which permit adjustment of the sensing lever between the disengaged position in which the sensing lever is disengaged is located with the other part, and the engagement position, in which the sensing lever is in engagement with the other part. In addition, with the provision of adjusting the forces exerted by the biasing means on the sensing lever or on the Tasthebelschenkel biasing forces can be further increased to ensure the safety of the system of the sensing lever on the other part, without the adjustment of the feeler between the non-engaged position and the To endanger engagement position by excessive preload forces.
Zur Reduzierung der Herstellungskosten des Winkelstellungssensors kann dieser derart weitergebildet sein, dass die Verstellmittel als Übertotpunkt-Verstellmittel mit zwei stabilen Endstellungen ausgebildet sind, von welchen die eine Endstellung der Nicht-Eingriffsstellung und die andere Endstellung der Eingriffsstellung zugeordnet ist, wobei die Vorspannmittel die Übertotpunkt-Verstellmittel abhängig von ihrer Betätigungsstellung über den Tasthebel in jede der Endstellungen vorspannen. Die Verstellmittel können dabei manuell oder durch ein Kraftgerät betätigt werden. Als Kraftgerät kann ein pneumatisches oder/und hydraulisches oder/und elektrisches oder/und elektromagnetisches Kraftgerät vorgesehen sein.To reduce the manufacturing cost of the angular position sensor, this can be developed such that the adjusting means are formed as over-center adjustment means with two stable end positions, of which one end position of the non-engaged position and the other end position of the engaged position is assigned, wherein the biasing means the Übertotpunkt- Depending on their operating position over the sensing lever bias adjustment means in each of the end positions. The adjusting means can be operated manually or by a power tool. As a power device, a pneumatic and / or hydraulic and / or electrical and / or electromagnetic power device may be provided.
In dem bevorzugten einfachen Fall, dass der Tasthebel sich im Anlageeingriff mit dem anderen Teil befindet, kann die Erfassungsgenauigkeit des Winkelstellungssensors dadurch erhöht werden, dass der Winkelstellungssensor Einstellmittel umfasst, welche eine Justage des Tasthebels für einen spielfreien Anlageeingriff ermöglichen. In the preferred simple case where the sensing lever is in abutting engagement with the other part, the detection accuracy of the angular position sensor can be increased by having the angular position sensor comprise adjustment means which allow the feeler to be adjusted for backlash-free engagement.
In der besonders bevorzugten Ausführungsform, gemäß welcher der Tasthebel zwei scherenartig bewegliche Tasthebelschenkel umfasst, die das andere Teil zwischen sich halten, kann zur Erhöhung der Erfassungsgenauigkeit vorgesehen sein, dass jeder Tasthebelschenkel Einstellmittel umfasst, welche eine Justage des jeweiligen Tasthebelschenkels für einen spielfreien Anlageeingriff ermöglichen.In the particularly preferred embodiment, according to which the sensing lever comprises two scissors-like movable lever legs, which hold the other part between them, to increase the detection accuracy may be provided that each Tasthebelschenkel comprises adjusting means which allow an adjustment of the respective Tasthebelschenkels for a backlash-bearing engagement.
Da es auf die Stellung des Tasthebels in der Nicht-Eingriffsstellung für dessen Erfassungsgenauigkeit im Grunde nicht ankommt, reicht es aus, wenn die Einstellmittel derart ausgebildet sind, dass sie eine Veränderung der Eingriffsstellung des Tasthebels gestatten.Since the position of the feeler lever in the disengaged position is not important for its detection accuracy, it is sufficient if the adjustment means are designed to allow a change in the engagement position of the feeler lever.
Dies kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruktiv dadurch gelöst sein, dass die Einstellmittel sich an einer Kurvenbahn abstützen, welche die Schwenkachse des Tasthebels umgibt, vorzugsweise diese als Zentrum hat. Die Abstützung der Einstellmittel an einer die Schwenkachse des Tasthebels umgebenden Kurvenbahn hat darüber hinaus den Vorteil, dass die einmal eingestellte Eingriffsstellung des Tasthebels sich bei dessen Verdrehung um seine Schwenkachse nicht ändert. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Tasthebel in seinem gesamten betriebsmäßigen Schwenkbereich spielfrei eine Relativbewegung zwischen Kupplungsteil und Gegenkupplungsteil wiedergeben kann.This can be achieved structurally according to a preferred embodiment of the present invention in that the adjusting means are supported on a curved path which surrounds the pivot axis of the feeler lever, preferably this has as a center. The support of the adjusting means on a cam axis surrounding the pivot axis of the feeler cam has the additional advantage that the once set engagement position of the feeler does not change in its rotation about its pivot axis. In this way it can be ensured that the feeler lever can play a relative movement between the coupling part and the counter-coupling part without play in its entire operational pivoting range.
Besonders einfach kann das Einstellmittel einen Gewindestift umfassen, durch dessen Betätigung der Abstand des Tasthebels oder eines Tasthebelschenkels, bevorzugt beider Tasthebelschenkel, von der Kurvenbahn einstellbar ist. Durch einfaches Verdrehen des Gewindestifts als Abstandseinstellmittel kann so der Tasthebel bzw. ein Tasthebelschenkel auf die Kurvenbahn zu oder von dieser weg bewegt werden. Im Falle der oben als bevorzugt genannten Ausführungsform eines Tasthebels mit scherenartig bewegbaren Tasthebelschenkeln hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das Einstellmittel in Tasthebelschenkellängsrichtung zwischen einer Anlagestelle des Tasthebelschenkels an dem anderen Teil aus Kupplungsteil und Gegenkupplungsteil und der Tasthebelschenkel-Bewegungsachse anzuordnen. Bei einer derartigen Anordnung kann ein sehr günstiges Verhältnis von Stellweg des Abstandseinstellmittels zu Verstellweg des Tasthebels bzw. Tasthebelschenkels erreicht werden.Particularly simple, the adjusting means comprise a threaded pin, by the actuation of the distance of the sensing lever or a Tasthebelschenkels, preferably both Tasthebelschenkel, is adjustable by the curved path. By simply turning the threaded pin as Abstandseinstellmittel so the feeler lever or a Tasthebelschenkel be moved to the curved path to or from this. In the case of the above-mentioned as preferred embodiment of a feeler with scissor-like movable Tasthebelschenkeln, it has proven to be advantageous to arrange the adjustment in Tasthebelschenkängängrichtung between a contact point of Tasthebelschenkels on the other part of the coupling part and counter-coupling part and the Tasthebelschenkel movement axis. In such an arrangement, a very favorable ratio of travel of the Abstandseinstellmittels to adjustment of the feeler lever or Tasthebelschenkels can be achieved.
Besonders bevorzugt umfasst das Einstellmittel eine Schraube als das o. g. Abstandseinstellmittel, da an dieser bereits eine standardisierte Werkzeugangriffsgeometrie vorgesehen ist, so dass die Eingriffsstellung des Tasthebels in sehr einfacher Weise mit einem Standardwerkzeug einstellbar ist.Particularly preferably, the adjusting means comprises a screw as the above. Abstandseinstellmittel, since this is already a standardized Werkzeugangriffsgeometrie provided so that the engagement position of the feeler lever is adjustable in a very simple manner with a standard tool.
Besonders bevorzugt ist die Kurvenbahn derart angeordnet, dass sie sich mit dem Tasthebel mitdreht, so dass keine Relativbewegung zwischen dem Abstandseinstellmittel, wie etwa dem o. g. Gewindestift oder der o. g. Schraube, und der Kurvenbahn auftritt und somit ein langfristig die Lage des Tasthebels verändernder Abrieb vermieden wird. In diesem bevorzugten Falle wäre es daher sachgerechter, anstelle von einer Kurvenbahn von einer Anlagefläche zu sprechen. Dennoch ist im Folgenden zur Vermeidung unnötig vieler unterschiedlicher Begriffe weiterhin von einer Kurvenbahn die Rede, welche im Sinne der vorliegenden Anmeldung die mit dem Abstandseinstellmittel mitbewegte Anlagefläche begrifflich mit einschließen soll.Particularly preferably, the curved path is arranged such that it rotates with the sensing lever, so that no relative movement between the Abstandseinstellmittel, such as the o. Grub screw or the o. G. Screw, and the curved path occurs and thus a long-term the position of the feeler lever changing abrasion is avoided. In this preferred case, it would therefore be more appropriate to speak of a contact surface instead of a curved path. Nevertheless, in the following, in order to avoid unnecessarily many different terms, the term continues to refer to a curved path which, in the context of the present application, is intended to include conceptually the contact surface which moves along with the distance adjusting means.
Besonders einfach kann zur Reduzierung der Anzahl an notwendigen Bauteilen die die Tasthebel-Schwenkachse umgebende Kurvenbahn von einer Fläche eines Drehlagers des Tasthebels gebildet sein. Am einfachsten zugänglich ist dabei die radial äußere Fläche eines Drehlager-Außenrings. Dabei kommt es auf die Art des Drehlagers, etwa Wälzlager oder Gleitlager, nicht an. Bevorzugt wird jedoch der Tasthebel mit Wälzlagern zur Drehung seiner Schwenkachse gelagert.Particularly simple can be formed to reduce the number of necessary components surrounding the sensing lever pivot axis cam track of a surface of a pivot bearing of the feeler lever. The easiest way to access is the radially outer surface of a rotary bearing outer ring. It does not depend on the type of pivot bearing, such as bearings or plain bearings. Preferably, however, the sensing lever is mounted with bearings for rotation of its pivot axis.
Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann der Sensor zur Erfassung der Relativstellung des Tasthebels in Bezug auf das ihn tragende eine Teil gut dadurch vor mechanischen äußeren Einflüssen geschützt werden, dass er radial und axial zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, innerhalb des Drehlagers des Tasthebels angeordnet ist.According to one embodiment of the present invention, the sensor for detecting the relative position of the sensing lever with respect to the part carrying him well be protected from mechanical external influences that it is radially and axially at least partially, preferably completely, disposed within the pivot bearing of the feeler ,
Da in der Regel das am Antriebsfahrzeug vorgesehene Kupplungsteil starr mit diesem verbunden ist, während das am Folgefahrzeug vorgesehene Gegenkupplungsteil mit einer um eine gierachsenparallele Lenkachse drehbaren Radachse des Folgefahrzeugs verbunden ist, ist es zur genauen Erfassung der oben bezeichneten Winkelstellung vorteilhaft, wenn der Tasthebel am Kupplungsteil relativ zu diesem schwenkbar vorgesehen ist und in Eingriff, vorzugsweise Anlageeingriff, mit dem Gegenkupplungsteil bringbar ist.Since usually provided on the drive vehicle coupling part is rigidly connected thereto, while the counter-coupling part provided on the follower vehicle is connected to a rotatable axle about a gierachsenparallele steering axle of the follower vehicle, it is for accurate detection of the above-mentioned angular position advantageous if the sensing lever on the coupling part is provided relative to this pivotally and in engagement, preferably engagement, with the counter-coupling part can be brought.
Grundsätzlich kann die Kupplung jede Art von Kupplung sein. Besonders bevorzugt ist der oben beschriebene Winkelstellungssensor jedoch an einer Kugelkupplung einsetzbar, da bei dieser eine Kupplungskugel als Kupplungsteil im Wesentlichen spielfrei mit einer Kugelpfanne als Gegenkupplungsteil kuppelbar ist. Es sei jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Winkelstellungssensor der vorliegenden Anmeldung auch an einer Kupplung etwa mit einem im Kupplungszustand eine ringartige Zugöse durchsetzenden Kupplungsbolzen anwendbar sein kann. Die Genauigkeit der Winkelstellungserfassung ist dabei umso höher, je geringer der Unterschied zwischen Innendurchmesser der Zugösenöffnung und Außendurchmesser des die Zugösenöffnung durchsetzenden Kupplungszapfens ist.Basically, the clutch can be any type of clutch. However, the angular position sensor described above is particularly preferably usable on a ball coupling, since in this case a coupling ball essentially acts as a coupling part backlash with a ball socket as mating coupling part can be coupled. It should be expressly understood, however, that the angular position sensor of the present application may also be applicable to a coupling such as with a coupling pin passing through in the coupling state an annular drawbar eye. The accuracy of the angular position detection is higher, the smaller the difference between the inner diameter of the Zugösenöffnung and the outer diameter of the Zugösenöffnung passing through the coupling pin.
Bei der o. g. vorteilhaften Anordnung des Winkelstellungssensors an dem das Kupplungsteil tragenden Fahrzeug kann der Tasthebel zur Erfassung der Winkelstellung der oben bezeichneten Achsen vorteilhaft mit einer das Folgefahrzeug und die Kugelpfanne verbindenden Deichselstange in Anlageeingriff kommen. Dies hat den Vorteil, dass an der Deichselstange reichlich Bauraum zur Verfügung steht, einen Eingriff, insbesondere Anlageeingriff, mit dem Tasthebel herzustellen, ohne die Kugelpfanne hierdurch zu beeinflussen. Diese kann daher funktionsgerecht ausgebildet werden.In the o. G. advantageous arrangement of the angular position sensor on the vehicle carrying the coupling part, the sensing lever for detecting the angular position of the above-mentioned axes advantageously come into abutment with a drawbar connecting the follower vehicle and the ball socket. This has the advantage that there is ample space available on the drawbar to make an engagement, in particular system engagement, with the sensing lever, without affecting the ball socket thereby. This can therefore be trained functionally.
Um darüber hinaus eine Kombination von unterschiedlichen Antriebsfahrzeugen mit unterschiedlichen Folgefahrzeugen zu ermöglichen, kann daran gedacht sein, in einem Kontaktlängsabschnitt der Deichselstange, in welchem der Eingriff zwischen Tasthebel und Deichselstange erfolgt, eine Kontaktbuchse mit vorbestimmter Geometrie vorzusehen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Tasthebel stets mit einer gleichen Geometrie, insbesondere Außengeometrie, in Eingriff, insbesondere Anlageeingriff, ist und somit stets mit der gleichen Genauigkeit die oben bezeichnete Winkelstellung von Antriebsfahrzeugachse und Folgefahrzeugachse erfasst.Moreover, in order to enable a combination of different drive vehicles with different following vehicles, it may be thought to provide a contact bush with a predetermined geometry in a contact longitudinal section of the drawbar, in which the engagement between the sensing lever and drawbar. This can ensure that the sensing lever always with a same geometry, in particular outer geometry, in engagement, in particular investment engagement, and thus always detected with the same accuracy, the above-described angular position of drive vehicle axle and follower vehicle axle.
Im Falle eines Anlageeingriffs reicht es grundsätzlich aus, wenn die Kontaktbuchse zylindrisch ist und einen vorbestimmten Außendurchmesser aufweist. In diesem Falle beeinflussen Relativbewegungen von Kupplungsteil und Gegenkupplungsteil um eine rollachsenparallele erste Achse oder/und um eine nickachsenparallele zweite Achse, welche beide in der Bezugsebene liegen, das Erfassungergebnis in vorteilhafter Weise wenig oder sogar gar nicht.In the case of an investment engagement, it is basically sufficient if the contact socket is cylindrical and has a predetermined outer diameter. In this case, relative movements of the coupling part and the mating coupling part about a first axis parallel to the rolling axis and / or about a second axis parallel to the nick axis, which are both in the reference plane, affect the detection result advantageously little or not at all.
Weiterhin kann zur Erleichterung der Montage des Winkelstellungssensors vorgesehen sein, dass eine Baugruppe aus Tasthebel und Sensor, gegebenenfalls unter Einbeziehung der Verstellmittel oder/und Vorspannmittel oder/und Einstellmittel zwischen Fahrbahn und Kupplungskugel derart vorgesehen ist, dass die Tasthebel-Schwenkachse im Wesentlichen durch den Mittelpunkt der Kupplungskugel verläuft.Furthermore, to facilitate the assembly of the angular position sensor can be provided that an assembly of sensing lever and sensor, optionally incorporating the adjustment and / or biasing means and / or adjusting means between the roadway and coupling ball is provided such that the sensing lever pivot axis substantially through the center the coupling ball runs.
Zur konstruktiven Lösung dieses modularen Aufbaus kann in einfacher Weise beispielsweise vorgesehen sein, dass an einem das Kupplungsteil tragenden Anhängebock Seitenwangen zur Fahrbahn hin verlängert werden, und zwischen diesen Seitenwangenverlängerungen die o. g. Baugruppe angeordnet wird. Hier steht Bauraum zur Verfügung, welcher genutzt werden kann, ohne andere Funktionselemente am Antriebsfahrzeug zu behindern. Außerdem kann durch die Einbauart zwischen den verlängerten Seitenwangen des Anhängebocks mit einfachen Mitteln sichergestellt werden, dass beispielsweise die Tasthebel-Schwenkachse durch den Mittelpunkt der Kupplungskugel verläuft und somit die Relativdrehachse von Kupplungsteil und Gegenkupplungsteil orthogonal zur Bezugsebene und die Tasthebel-Schwenkachse im Wesentlichen zusammenfallen.For constructive solution of this modular structure can be provided in a simple manner, for example, that are extended to a coupling part carrying the towing side bolsters towards the road, and between these side cheek extensions the o. G. Assembly is arranged. Here is space available, which can be used without hindering other functional elements on the drive vehicle. In addition, it can be ensured by the installation between the extended side cheeks of the towing hanger with simple means that, for example, the Tasthebel pivot axis passes through the center of the coupling ball and thus the relative axis of rotation of the coupling part and mating coupling part orthogonal to the reference plane and the Tasthebel pivot axis substantially coincide.
Darüber hinaus kann der Anhängebock in einfacher Art und Weise vormontiert werden und als vormontierte Einheit dann beispielsweise an einer Traverse des Antriebsfahrzeugs oder einem anderen Rahmenteil angebracht werden.In addition, the towing bracket can be preassembled in a simple manner and then mounted as a preassembled unit, for example, on a traverse of the drive vehicle or another frame part.
Weiterhin kann ein Rechengerät vorgesehen sein, um gegebenenfalls notwendige Berechnungen zur Ermittlung des zu erfassenden Winkels aus der Relativstellung von Tasthebel und dem ihn tragenden einen Teil aus Kupplungsteil und Gegenkupplungsteil auszuführen.Furthermore, a computing device may be provided in order to carry out any necessary calculations for determining the angle to be detected from the relative position of the sensing lever and the part bearing it from the coupling part and the counter-coupling part.
Zusätzlich kann eine Speichereinrichtung vorgesehen sein, um Erfassungsparameter, wie etwa die oben erwähnte Bewegungsbeziehung, Erfassungsergebnisse, Grenzwerte und ähnliche Daten zu speichern.In addition, a memory device may be provided to store detection parameters such as the above-mentioned movement relationship, detection results, limits, and the like.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Antriebsfahrzeug mit einer Kupplung zur Ankupplung eines Folgefahrzeugs und mit einem Winkelstellungssensor in einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen.The present invention also relates to a drive vehicle having a coupling for coupling a follower vehicle and having an angular position sensor in one of the above-described embodiments.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen, welche ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Winkelstellungssensors zeigen, näher beschrieben werden. Es stellt dar:The present invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, which show an embodiment of an angular position sensor according to the invention. It shows:
In
An die von einem nicht dargestellten Antriebsfahrzeug gehaltene Kupplungskugel
Die Kugelkupplung
Mit der Sicherungsklinke
In
In diesem Ankupplungszustand kann die Deichselstange
Die Relativdrehachse G ist orthogonal zum Fahrbahnboden. Die vom Winkelstellungssensor
Der Winkelstellungssensor
An seinem schwenkachsenfernen Längsende weist der Tasthebel
Zur weiteren Erläuterung des Tasthebels
Der Tasthebel
Die Tasthebelschenkel
Die Drehbarkeit der Tasthebelschenkel
Die Tasthebelschenkel
Zur Verstellung der Tasthebelschenkel
Der Drehlenker
Ein erster nahe seinem Totpunkt gelegener mechanischer Anschlag
Die Lenker
Zur genauen Justage der Tasthebelschenkel
Bewegt sich dann nämlich die in
Der Winkelsensor
Die Eingriffsstellung von
Die
In
Die Anlagebügel
Alternativ kann in den
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